Có thể bạn đã từng nghe qua cụm từ này ở đâu đó. Sợi carbon được cho là vật liệu cao cấp được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong nhiều lĩnh vực. Vậy sợi carbon là gì? Đặc điểm nổi bật của sợi carbon là gì? Hãy cùng Qualitas DC tìm hiểu trong bài viết dưới đây
Sợi carbon là gì?
Sợi carbon (hay còn gọi là carbon fiber) là vật liệu bao gồm các sợi nguyên tử carbon mỏng được liên kết với nhau theo một kiểu nhất định. Sợi carbon có đường kính 5 đến 10 micromet, còn được biết đến với sản phẩm có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, có nghĩa là nó cực kỳ bền chắc nhưng lại rất nhẹ.
Sợi carbon được cấu tạo từ nhiều chuỗi phân tử dài liên kết nhau bởi các nguyên tử carbon (90% nguyên tử carbon (C) và 10% các nguyên liệu khác).
Các nguyên liệu thô được sử dụng để tạo ra sợi carbon được gọi là tiền chất. Những loại tiền chất thường dùng là sợi nhựa tổng hợp Polyacrylonitrile (hay PAN), sợi vải tổng hợp Rayon và Pitch ( dầu mỏ, than đá ). Ngoài ra còn có các sợi khác như sợi xenlulo, sợi graphite (99% carbon)
Sợi carbon được cuộn lại với nhau để dệt thành vải hoặc đúc thành hình dạng cụ thể. Sợi carbon có thể thay thế thép và được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm chuyên dụng, hiệu suất cao như máy bay, ô tô, thiết bị thể thao, cho khung xe đạp, cần câu cá, cánh máy bay cho đến thân xe đua, gậy chơi golf hay cột thuyền buồm…
Theo Wikipedia: “Năm 1860, Joseph Swan lần đầu tiên sản xuất sợi carbon, để sử dụng trong bóng đèn. Vào năm 1879, Thomas Edison đã nướng các sợi bông hoặc các thanh tre ở nhiệt độ cao để carbon hóa chúng thành một sợi hoàn toàn bằng sợi carbon được sử dụng trong một trong những bóng đèn sợi đốt đầu tiên được đốt nóng bằng điện. Năm 1880, Lewis Latimer đã phát triển dây tóc carbon đáng tin cậy cho bóng đèn sợi đốt, được đốt nóng bằng điện”.
Đặc điểm nổi bật của sợi carbon
Trọng lượng rất nhẹ
90% sợi carbon được cấu tạo từ nguyên tố C (carbon). Nguyên tố C cũng nhẹ hơn các nguyên tố kim loại khác. Bạn hãy nhớ rằng kim cương – một trong những chất tự nhiên cứng nhất – cũng được cấu tạo từ các nguyên tử Carbon, được sắp xếp trong một mạng tinh thể cụ thể. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi sợi carbon cứng, chắc và nhẹ.
Độ bền cao
Sợi Carbon là một trong những loại sợi rất khó kéo căng hoặc uốn cong. Sợi carbon chịu lực kéo gấp 5 lần và cứng gấp 2 lần so với thép.
Độ giãn nở nhiệt thấp
Sợi carbon có hệ số giãn nở vì nhiệt thấp nên sẽ bị giãn nở hoặc co lại ít hơn trong điều kiện nóng hoặc lạnh so với các vật liệu kim loại khác. Đây là tính chất quan trọng cho những chi tiết cần độ bền cao ở những môi trường đặc biệt như tàu vũ trụ, chi tiết xe ô tô, thiết bị quân sự.
Độ bền vượt trội
Sợi carbon có đặc tính chống ăn mòn vượt trội so với kim loại, có nghĩa là các thành phần làm bằng sợi carbon sẽ không bị mài mòn nhanh chóng dưới áp lực của việc sử dụng liên tục. Khi được làm bằng các loại nhựa thích hợp, sợi carbon là một trong những vật liệu chống ăn mòn tốt nhất hiện có.
Tính phóng xạ
Sợi carbon có khả năng thấm tia X, trong suốt đối với bức xạ nên được ứng dụng nhiều cho các sản phẩm dụng cụ ngành y tế, góp phần cho hình ảnh và quan sát được rõ ràng sắc nét.
Ngoài ra, Sợi Carbon còn có các tính chất khác như tính dẫn điện và chống tia cực tím khi sử dụng các loại nhựa thích hợp.
Trên đây là khái niệm sợi carbon và đặc điểm của chúng. Đi đôi với các đặc điểm vượt trội trên so với các kim loại khác, sợi carbon sẽ có giá thành cao hơn so với các vật liệu thông thường. Hy vọng qua bài viết này, bạn có thể sử dụng chúng một cách có hiệu quả và phù hợp.
